Se espera que los anillos de decalina de seis miembros, como los del ciclohexano, sean más estables en la forma de silla. Sin embargo, hay dos formas posibles de unir dos sillas (Figura 12-21). Los hidrógenos de unión anular pueden estar en el mismo lado de la molécula (cis-decalina) o en lados opuestos (trans-decalina). Cuando los dos anillos se unen a través de dos enlaces de tipo ecuatorial, resulta la trans-decalina, mientras que una unión axial-ecuatorial da cis-decalina. Ambos isómeros son conocidos, y el isómero trans es aproximadamente \(2\: \ text{kcal mol}^{-1}\) más estable que el isómero cis, en gran parte debido a interacciones no enlazadas relativamente desfavorables dentro del área cóncava de cis-decalina (ver Figura 12-22).
Es de interés histórico observar que la teoría de la deformación de Baeyer con sus anillos planos predice solo una forma de decalina con los hidrógenos de unión de anillos en el mismo lado de la molécula (Figura 12-23). El concepto Sachse-Mohr de anillos fruncidos sin deformación permite dos isómeros. De hecho, Mohr predijo que los dos isómeros de la decalina deberían existir antes de W. Hückel (1925) logró prepararlos. Ambos isómeros se encuentran en el petróleo.
En este punto, probablemente será útil construir modelos de calcalinas cis y trans para apreciar lo siguiente: (a) Los dos compuestos no pueden interconvertirse a menos que los enlaces \(\ce{C-C}\) o \(\ce{C-H}\) se rompan primero. (b) el trans-Decalin es un sistema relativamente rígido y, a diferencia del ciclohexano, los dos anillos no pueden voltearse de una forma de silla a otra. En consecuencia, la orientación del sustituyente se fija en la conformación silla-silla de trans-decalina. (c) Las formas silla-silla de cis-decalin son relativamente flexibles, y la inversión de ambos anillos a la vez ocurre con bastante facilidad (la barrera a la inversión es de aproximadamente \(14 \: \text{kcal mol}^{-1}\)). Por lo tanto, un sustituyente puede interconvertirse entre conformaciones axiales y ecuatoriales (Figura 12-24).
Las ramificaciones del análisis conformacional de sistemas de anillos flexibles y rígidos son de considerable importancia para la comprensión de la estabilidad y reactividad en sistemas policíclicos. Esto se hará cada vez más evidente en debates posteriores.
Colaboradores y atribuciones
- John D. Robert y Marjorie C. Caserio (1977) Principios Básicos de Química Orgánica, segunda edición. W. A. Benjamin, Inc. , Menlo Park, CA. ISBN 0-8053-8329-8. Este contenido está protegido por derechos de autor bajo las siguientes condiciones: «Se le concede permiso para la reproducción, distribución, exhibición y ejecución individual, educativa, de investigación y no comercial de este trabajo en cualquier formato.»